JP2941277B2 - 自動車ギアボックス - Google Patents

自動車ギアボックス

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JP2941277B2 JP63030719A JP3071988A JP2941277B2 JP 2941277 B2 JP2941277 B2 JP 2941277B2 JP 63030719 A JP63030719 A JP 63030719A JP 3071988 A JP3071988 A JP 3071988A JP 2941277 B2 JP2941277 B2 JP 2941277B2
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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、交互に駆動される配置で同心状に取付けた
２本の入力シャフト及びこれらの入力シャフトにより駆
動される２本のカウンタシャフトを具備し、該カウンタ
シャフトが出力シャフトのギアホイールに係合するギア
ホイールを有し、各カウンタシャフトのギアホイールの
少なくとも１個が同シャフト上に回転可能に取付けら
れ、係合手段によりそのシャフトにロック可能な構成の
自動車ギアボックスに関するものである。
［従来の技術］ ダブルカウンタシャフトを使用する一つの用途は、ギ
アボックスの長さを所定長として、１本のカウンタシャ
フトを有する従来のギアボックス設計上実際に可能なギ
ア比より大きいギア比を得ることが望ましいギアボック
ス、他方はいわゆるパワーシフトギアボックス、すなわ
ち、各々個々のクラッチにより駆動される二重入力を有
するギアボックスである。上記のギアボックスにおい
て、ギア速度は予め選定し、その後は一方のクラッチの
係合をはずし、他方のクラッチを係合することによって
変速を行なう。これら周知の両方の形式のギアボックス
では、カウンタシャフトの駆動は、それらが常に同時に
駆動されるように配慮され、各係合スリーブは固有のシ
ンクロ装置（同期装置）と整合されている。すなわちギ
アボックスは各ギア毎ら同期機能を有し、それがギアボ
ックスの寸法と重量の双方に影響を与えている。
例えばGBAZ110324で知られるダブルカウンタシャフト
装備の他の形のギアボックスは、１個の入力が同時に２
個のギアホイールを駆動し、各々のカウンタシャフト上
の個々のクラッチを経てこれらのギアホイールがそのシ
ャフトにロックされるようにし、いずれかのカウンタシ
ャフトを経て入力シャフトと出力シャフト間のギア列を
設定する。変速は上記のパワーシフトパターンより行な
われ、同期はギアボックスの出力端の各々のカウンタシ
ャフト上の中央同期クラッチを用いて行なう。同期装置
は、これらのクラッチの他に、合計６個の同期用ギアか
ら構成され、そのうち２個のギアは予備シャフトにジャ
ーナル軸受される。
［発明が解決しようとする課題］ 本発明の目的は、周知の中央同期方式を用いた上述の
形式のギアボックスに、すでに以前に達成されたものよ
りも小形軽量の構造が実施でき、それぞれが従来より周
知の設計よりすぐれた利点を有する完全に新しい種々の
形の開発への道を開くと共に、特に多数のギア速度のギ
アボックスの小形化設計に役立つ基本設計を提供するこ
とにある。
［課題を解決するための手段］ この目的は、カウンタシャフトが上記係合手段とは独
立に同期手段と整合され、一時的に非駆動の入力シャフ
トに駆動可能に結合されたカウンタシャフトが、選定さ
れたギア速度によって定まる回転速度まで、上記同期手
段によって加速可能な本発明によって達成される。
［作 用］ このような２点の中央同期方式は、単に２個の同期用
ギアと１本のみのカウンタシャフト上の同期用クラッチ
を用いて達成可能である。中央同期機構は６速ギアボッ
クスにある６種の同期機能を有しているため重量、寸法
の軽減化を意味する。本発明による設計では、特にシャ
フトが極めて短かくなり、トルク伝達能力とギア及びベ
アリング寿命の点で有利となる。
出力シャフトが、カウンタシャフト面から離れた面に
配置される場合、すなわち、これらのシャフトをＶ形に
配置すると、カウンタシャフトに相互に係合した１対の
ギアホイールを設けることができ、少なくともその一方
をそのシャフト上に自由に回転できるように取付け、ク
ラッチ手段によりそのシャフトにロックして、第２のカ
ウンタシャフトの回転方向を逆転させることができる。
この方法では、方向逆転用に１本のカウンタシャフトを
使用してもよく、例えば６速ギアボックスに逆向ギア用
のカウンタシャフトを余分に設けなくても逆方向の５段
の速度を得ることができる。
［実施例及び発明の効果］ 本発明のその他の特徴や利点は、添付の図面に示す実
施例を参照した下記の説明より明白になるであろう。図
に示すのは、６速ギアボックスの縦断面である。
図において、１はエンジンのフライホイールで、湿式
多層円板クラッチ（全体を２で示す）を経て本発明によ
るギアボックス３を駆動する。クラッチ２は本来周知の
形のダブルクラッチであるため、ここでは詳細に説明す
る必要はない。図の左側のクラッチ装置４はスリーブ部
分５を経てギアボックス内の第１入力シャフト６に結合
され、他方右側のクラッチ装置７は、第１シャフト６に
同心状に取付けられた空洞シャフトの形をした第二の入
力シャフト９に、スリーブ部分８を経て結合されてい
る。上記２個のクラッチ装置は、入力シャフト６と９を
交互に駆動するために、周知の方法で交互に係合し、そ
れをはずすことができる。図示する湿式多層円板クラッ
チは、乾式円板形のダブルクラッチに代えることも可能
である。
第１の入力シャフト６には、第１カウンタシャフト12
に固定されたギアホイール11と係合したギアリング10が
設けられている。第２の入力シャフト９には、第２カウ
ンタシャフト15に固定されたギアホイール14と係合した
ギアリング13が設けられている。ギアリング13は、ギア
リング10より大きい。それは、入力シャフトが同一の回
転速度で回転するとき、第２カウンタシャフト15が第１
シャフトより速い速度で回転するからである。
カウンタシャフト12,15は自由に回転可能に取付けら
れたそれぞれ１対のギアホイール16,17及び18,19を具備
している。ギアホイール16,18は、両方共、出力シャフ
ト20に固定されたギアホイール21と係合してい。ギアホ
イール17,19は、出力シャフトに固定されたギアホイー
ル22に係合されている。これらのシャフトはＶ型に配置
され、カウンタシャフト15上の予備ギアホイール23とも
係合可能である。このギアホイールはカウンタシャフト
12上のギアホイール11を係合して、自動車を後進させる
ためにいずれかのカウンタシャフトの回転方向を逆転さ
せるものである。またハウジング内の別のシャフト上に
取付け、ギアリング10,23を係合させるギアホイールを
用いていずれかのカウンタシャフトの回転方向を逆転す
ることも可能である。この方法はＶ形とギア比の選定に
より自由になり、同一面にシャフトを配置することも可
能にする。ギアホイール16,17,18,19,23は、軸上を変位
可能な係合用スリーブ24,25,26を用いて、それぞれのシ
ャフトにロック可能である。出力シャフト20上で自由回
転可能なギアホイール40はカウンタシャフト15に直接切
込んだギア歯41に係合し、係合用スリーブ42によりシャ
フト20にロック可能である。カウンタシャフトに直接ギ
ア歯41を切込み、ギアホイール40を出力シャフトにロッ
ク可能に配置することにより、カウンタシャフトギアホ
イール上のニードル軸受の必要がないので、ギアホイー
ルの直径を非常に小さくでき、それにひきかえカウンタ
シャフトから出力シャフトまでギア比を大きくすること
ができる。係合用スリーブ27を用いると、入力シャフト
６と出力シャフト20を一緒に直接駆動のためロックでき
る。これらの係合手段にはすべて、従来用いられている
個々の同期装置は不要となる。
その代り、本発明では、第１カウンタシャフト12は、
全体を30で示す中央同期装置に整合されている。この装
置はカウンタシャフト12の延長部31に自由回転可能に取
付けられた１対のギアホイール32,33、及び軸方向の溝
を設けたスリーブ35に接合された中間クラッチ板34から
構成されている。シャフト部分31上の軸方向スプライン
36は、スリーブ35の溝に係合するので、このスリーブと
クラッチ板34は軸方向に変位可能であるが、シャフト12
に対しては回転不可能である。スリーブ35は変速制御作
動手段（詳細は図示されていない）、例えば空油圧式作
動シリンダに接続されている。同期用ギアホイール32,3
3は、摩擦面37,38を有するクラッチ板34に面する側に設
けられている。左側のギアホイール32は、第２入力シャ
フト９上のギアリング39に係合する。ギアリング39には
第１入力シャフト上のギアリング10と同数の歯を設けて
もよいが、変速時のブロッキングを防止するためには、
ギアリング10と39の歯数に例えば１〜２個の差をつけた
方が望ましい。右側の同期用ギアホイール33は第２入力
シャフト上のギアリング13を係合する。この場合も、同
期用ギアホイール33と第２カウンタシャフト上のギアホ
イール14の歯数に１〜２個差をつけた方がよい。
図において、ギアボックスは、係合をはずしとたクラ
ッチ装置４と７双方とニュートラルの位置で図示されて
いる。第１ギア速度は、係合用スリーブ42を右方にずら
すことにより係合され、さらにギアホイール40が出力シ
ャフト20にロックされる。その後クラッチ装置７が係合
され、他方クラッチ装置４ははずれたままの状態であ
る。第１ギア速度で駆動する時には、カウンタシャフト
12は静止またはほとんど静止状態のままである。第２ギ
ア速度を係合するときには、係合用スリーブ24によりカ
ウンタシャフト12にギアホイール16をロックして係合す
るのであるから、シャフト12をシャフト15の回転速度よ
り小さい速度まで加速しなければならない。これは、同
期装置30のクラッチ板34をギアホイール32に対し左方に
同期させて行なうので、ギアホイール32はシャフト12に
ロックされる。
予同期とも言える上記の動作過程は第２ギア速度を予
め選定する一方で第１ギア速度を駆動するのであるが、
その後、実際の変速は係合解除用クラッチ装置７と係合
用クラッチ装置４によって実行される。予同期機能は同
過程のほぼ半分の動作を実施し、それも通常の駆動中に
行なわれるので、比較的ゆっくりと行なえるため、部品
の寸法取りの際には有利である。
第３ギア速度の予選定はギアホイール18をカウンタシ
ャフト15にロックすることによって行なうのであるが、
その際には、ギアホイール18がギアホイール16と同じ速
度で回転するため、シャフト15をシャフト12とほとんど
同じ回転速度にまで加速する必要がある。これは、クラ
ッチ板34をギアホイール33に対して右方に変位させるこ
とにより実行され、次いでギアホイール33がシャフト12
にロックされ、ギアリング13とギアホイール14を経てシ
ャフト15を駆動する。上記の例のように、シャフト15と
ギアホイール18がほぼ同じ速度になるように配慮するこ
とによって、係合ギア歯が変速をブロックするような位
置に来る危険のないように、係合用スリーブ25をギアホ
イール18と係合するように変位させることができる。
第４ギア速度を予め選定するときには、カウンタシャ
フト12をギアホイール17の回転速度すなわちカウンタシ
ャフト15の速度より低い回転速度にまで加速する。これ
は同期用クラッチ板34を図中左方に移動し、同期用ギア
ホイール32を係合することによって実施する。その後、
実際の変速をクラッチ装置７の係合をはずし、クラッチ
装置４を係合することによって実施する。第５及び第６
ギア速度まで続けて変速を行なう場合は、同期用ギアホ
イール32,33をカウンタシャフト12に交互にロックする
ことにより同様にして実行する。
駆動及び方向逆転には、ギアホイール23を係合用スリ
ーブ26を用いてロックする。クラッチ４と７のどちらが
係合するかによって、カウンタシャフト12または15のい
ずれかの回転方向を逆転させることができ、５個全部の
ギア逆転をギアホイール16,17,19,18,40の１つをロック
することによって達成できる。係合用スリーブ27による
直接結合により第６ギア逆転が可能になる。
上記した機械的中央同期機構の代りに、本発明の範囲
内で、電子的装置、例えば中間シャフトをマイクロコン
ピュータ制御の各々の電動モータに結合し、ギア速度予
選定のために各カウンタシャフトの正しい回転速度を選
定させることも可能である。このような実施例は、ギア
速度間の増分を選定する自由度が大きくなるが、他方構
成が複雑化し信頼性が劣る。さらに、自由クラッチを使
用し、それに適当な速度の自由カウンタシャフトを設け
るため短時間の係合を与えることも可能である。本発明
はまた上記したギアボックスよりギア速度の大きいまた
は小さいギアボックスにも使用できることはもちろんで
ある。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の実施例の６連ギアボックスの縦断面図
である。 １……フライホイール、２……クラッチ ３……ギアボックス、４……クラッチ装置 ５……スリーブ部分 ６……第１（入力）シャフト ７……右側のクラッチ装置 ８……スリーブ部分 ９……第２（入力）シャフト 10……ギアリング、12……カウンタシャフト 13……ギアリング、14……ギアホイール 15……第２カウンタシャフト 16,17,18,19……１対のギアホイール 20……出力シャフト、21,22……ギアホイール 23……予備ギアホイール 24,25,26……係合用スリーブ 30……中央同期装置、31……延長部 32,33……ギアホイール 34……（中間）クラッチ板（フリクッションプレート） 35……スリーブ、36……軸方向スプライン 37,38……摩擦面、39……ギアリング 40……ギアホイール、41……ギア歯 42……係合用スリーブ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−73246（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−59045（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−128551（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−88849（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−105065（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−60644（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F16H 3/093 F16H 3/12

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】第１クラッチ装置及び第２クラッチ装置
    （４、７）を利用して交互に駆動される配置で同心状に
    取付けた２本の入力シャフト及びこれらの入力シャフト
    により駆動される２本のカウンタシャフトを具備し、該
    カウンタシャフトが出力シャフトのギアホイールに係合
    するギアホイールを有し、各カウンタシャフトのギアホ
    イールの少なくとも１個が同シャフト上に回転可能に取
    付けられ、かつ係合手段によりそのシャフトにロック可
    能であり、上記入力シャフトが各々のカウンタシャフト
    に駆動可能に係合される構成の自動車ギアボックスにお
    いて、上記カウンタシャフト（12、15）を上記係合手段
    （24、25、26、27、42）から独立の同期手段（30）によ
    って整合し、一時的に非駆動の入力シャフト（６、９）
    に駆動結合されたカウンタシャフトを選定したギア速度
    により定まる回転速度まで上記同期手段によって加速す
    ることを特徴とする自動車ギアボックス。
  2. 【請求項２】同期手段（30）が、一時的に非駆動のカウ
    ンタシャフトの回転速度を、係合されたギアホイールの
    回転速度にほぼ適合させるように配置されていることを
    特徴とする請求項１に記載のギアボックス。
  3. 【請求項３】同期手段（30）が、１本のカウンタシャフ
    トに回転可能に取付けられた１対のギアホイール（32、
    33）、及び上記ギアホイールの一方をシャフト（12）に
    ロックすることができる摩擦手段（34）から構成される
    ことと、上記ギアホイールが１本の入力シャフト上のギ
    アリング（13、39）と駆動可能に係合されていることと
    を特徴とする請求項２に記載のギアボックス。
  4. 【請求項４】同期手段として用いられるギアホイール
    （32、33）が対向する摩擦面（37、38）を有すること
    と、中間フリクションプレート（34）が、軸上を変位可
    能であって回転不能にカウンタシャフト（12）に係合さ
    れ、且つ変速制御を行う作動手段に接続されていること
    とを特徴とする請求項３に記載のギアボックス。
  5. 【請求項５】出力シャフト（20）が、２本のカウンタシ
    ャフト（12、15）上の大きさの等しいギアホイール（1
    6、18;17、19）と係合するギアホイール（21、22）を有
    することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つ
    に記載のギアボックス。
  6. 【請求項６】出力シャフト（20）がカウンタシャフト
    （12、15）の面から離れた面に位置することと、上記カ
    ウンタシャフトが相互に係合する１対のギアホイール
    （11、23）を有し、これらのギアホイールの少なくとも
    一方（23）がそのシャフト（15）に自由に回転できるよ
    うに取付けられ、係合手段（26）によりこのシャフト
    （15）にロックして、第２カウンタシャフト（12）の回
    転方向を逆転可能にすることとを特徴とする請求項１な
    いし５のいずれか１つに記載のギアボックス。
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